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    <title>内存管理 - FreeRTOS学习笔记</title>
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    <header>
        <h1>FreeRTOS学习笔记</h1>
        <p class="subtitle">第四章：内存管理</p>
    </header>

    <nav>
        <ul>
            <li><a href="index.html">主页</a></li>
            <li><a href="chapter1.html">基础知识</a></li>
            <li><a href="chapter2.html">任务管理</a></li>
            <li><a href="chapter3.html">任务调度</a></li>
            <li><a href="chapter4.html">内存管理</a></li>
            <li><a href="chapter5.html">队列</a></li>
            <li><a href="chapter6.html">信号量</a></li>
            <li><a href="chapter7.html">软件定时器</a></li>
            <li><a href="image_gallery.html">图片资源</a></li>
        </ul>
    </nav>

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        <div class="content">
            <section id="memory-management">
                <h2>4. 内存管理</h2>
                
                <h3>4.1 内存管理算法详解</h3>
                
                <h4>heap_1算法</h4>
                <p>heap_1是最简单的内存管理算法：</p>
                <ul>
                    <li>只能分配内存，不能释放内存</li>
                    <li>适用于创建后不删除任务/对象的应用</li>
                    <li>实现简单，开销小</li>
                </ul>
                
                <h4>heap_2算法</h4>
                <p>heap_2算法支持内存释放：</p>
                <ul>
                    <li>使用最适应算法（best fit）</li>
                    <li>支持内存释放，但不能合并相邻空闲块</li>
                    <li>容易产生内存碎片</li>
                </ul>
                
                <h4>heap_3算法</h4>
                <p>heap_3算法直接使用标准C库的malloc和free：</p>
                <ul>
                    <li>直接调用标准C库的malloc()和free()函数</li>
                    <li>优点是移植简单，不需要额外实现</li>
                    <li>缺点是标准C库的内存管理通常不适合实时系统：
                        <ul>
                            <li>可能执行时间不确定</li>
                            <li>可能产生内存碎片</li>
                            <li>没有线程保护机制</li>
                        </ul>
                    </li>
                    <li>一般不推荐在实时嵌入式系统中使用</li>
                </ul>
                
                <h4>heap_4算法（推荐）</h4>
                <p>heap_4是实际项目中最常用的内存管理算法：</p>
                <ul>
                    <li>使用首次适应算法分配内存</li>
                    <li>支持内存合并，减少碎片</li>
                    <li>性能和内存利用率相对平衡</li>
                    <li>适用于大多数嵌入式应用</li>
                </ul>
                
                <h4>heap_5算法</h4>
                <p>heap_5算法支持多个不连续内存区域：</p>
                <ul>
                    <li>可以管理多个独立的内存区域</li>
                    <li>适用于具有不连续RAM的系统</li>
                    <li>在heap_4基础上扩展实现</li>
                </ul>
                
                <h3>4.2 内存管理函数详解</h3>
                
                <h4>pvPortMalloc - 分配内存</h4>
                <div class="function-signature">
                    <pre><code>void *pvPortMalloc(size_t xWantedSize);</code></pre>
                </div>
                
                <p><strong>参数</strong>：</p>
                <ul>
                    <li>xWantedSize: 需要分配的内存大小（字节）</li>
                </ul>
                
                <p><strong>返回值</strong>：</p>
                <ul>
                    <li>成功：指向分配内存的指针</li>
                    <li>失败：NULL</li>
                </ul>
                
                <p><strong>作用</strong>：从FreeRTOS堆中分配内存</p>
                
                <p><strong>示例</strong>：</p>
                <pre><code>// 分配100字节的内存
char *pcBuffer = (char *)pvPortMalloc(100);

if (pcBuffer != NULL) {
    // 使用分配的内存
    strcpy(pcBuffer, "Hello FreeRTOS");
    
    // 使用完毕后释放内存
    vPortFree(pcBuffer);
} else {
    // 内存分配失败处理
}</code></pre>
                
                <h4>vPortFree - 释放内存</h4>
                <div class="function-signature">
                    <pre><code>void vPortFree(void *pv);</code></pre>
                </div>
                
                <p><strong>参数</strong>：</p>
                <ul>
                    <li>pv: 指向要释放内存的指针</li>
                </ul>
                
                <p><strong>作用</strong>：释放之前通过pvPortMalloc分配的内存</p>
                
                <p><strong>示例</strong>：</p>
                <pre><code>// 分配内存
int *pnData = (int *)pvPortMalloc(sizeof(int) * 10);

if (pnData != NULL) {
    // 使用内存
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        pnData[i] = i;
    }
    
    // 释放内存
    vPortFree(pnData);
    pnData = NULL; // 避免悬空指针
}</code></pre>
                
                <h4>xPortGetFreeHeapSize - 获取空闲堆大小</h4>
                <div class="function-signature">
                    <pre><code>size_t xPortGetFreeHeapSize(void);</code></pre>
                </div>
                
                <p><strong>返回值</strong>：当前空闲堆的大小（字节）</p>
                <p><strong>作用</strong>：获取当前系统中可用的堆内存大小</p>
                
                <p><strong>示例</strong>：</p>
                <pre><code>// 检查可用内存
size_t xFreeHeapSize = xPortGetFreeHeapSize();
printf("Free heap size: %d bytes\n", xFreeHeapSize);

// 分配内存后再次检查
char *pcBuffer = (char *)pvPortMalloc(1024);
if (pcBuffer != NULL) {
    size_t xFreeHeapSizeAfter = xPortGetFreeHeapSize();
    printf("Free heap size after allocation: %d bytes\n", xFreeHeapSizeAfter);
    vPortFree(pcBuffer);
}</code></pre>
                
                <h3>4.3 内存管理最佳实践</h3>
                <ul>
                    <li>尽量使用静态分配减少动态内存碎片</li>
                    <li>合理配置堆大小，避免内存不足</li>
                    <li>注意内存泄漏问题，及时释放不需要的内存</li>
                    <li>在实时性要求高的系统中避免使用heap_3</li>
                </ul>
            </section>
            
            <div class="nav-links">
                <a href="chapter3.html">上一章：任务调度</a>
                <a href="chapter5.html">下一章：队列</a>
            </div>
        </div>
    </div>

    <footer class="footer">
        <p>FreeRTOS学习笔记 &copy; 2025</p>
        <p>作者: zou.commit()</p>
    </footer>
</body>
</html>